Question

6．為測(cè)定已變質(zhì)的過(guò)氧化鈉的純度，設(shè)計(jì)如下圖所示的實(shí)驗(yàn)；Q為一具有良好的彈性氣球，稱取一定量的樣品放于其中，按圖安裝的實(shí)驗(yàn)裝置打開(kāi)分液漏斗的活塞，將稀H₂SO₄滴入氣球中．請(qǐng)?zhí)羁眨?br />
（1）Q內(nèi)發(fā)生反應(yīng)生成2種氣體，其中的反應(yīng)有1個(gè)氧化還原反應(yīng)．
（2）為測(cè)定反應(yīng)生成氣體的總體積，滴稀H₂SO₄前必須關(guān)閉（填K₁、K₂或K₃，下同）K₁、K₂，打開(kāi)K₃．
（3）當(dāng)上述反應(yīng)停止，將K₁、K₂、K₃處于關(guān)閉狀態(tài)，然后先打開(kāi)K₂，再緩緩打開(kāi)K₁，這時(shí)可觀察到的現(xiàn)象是氣球Q慢慢縮�。�
（4）導(dǎo)管a的作用是平衡分液漏斗上下的壓強(qiáng)使順利流下．
（5）b中裝的固體試劑是堿石灰，為何要緩緩打開(kāi)K₁控制氣體流速，使CO₂充分吸收．
（6）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)量筒I中有x mL水，量筒II中收集到y(tǒng) mL氣體，則過(guò)氧化鈉的純度是$\frac{78y}{53x+25y}$（體積折算到標(biāo)準(zhǔn)狀況）．

Answer 1

分析 （1）變質(zhì)的過(guò)氧化鈉中含有碳酸鈉，加入酸后Q內(nèi)發(fā)生反應(yīng)：2Na₂O₂+2H₂SO₄=2Na₂SO₄+2H₂O+O₂↑；Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，根據(jù)化合價(jià)變化判斷氧化還原反應(yīng)；
（2）反應(yīng)產(chǎn)生的CO₂、O₂使氣球變大，將廣口瓶中氣體排出，水進(jìn)入量筒Ⅰ中，所以量筒Ⅰ中水的體積即為產(chǎn)生的CO₂、O₂
的體積；
（3）反應(yīng)停止，打開(kāi)K₂，再緩緩打開(kāi)K₁，廣口瓶?jī)?nèi)外相通，氣球Q慢慢縮��；
（4）為使分液漏斗內(nèi)液體順利流下，應(yīng)是分液漏斗內(nèi)外壓強(qiáng)相等；
（5）混合氣體通過(guò)堿石灰吸收CO₂，最后量筒Ⅱ中收集的是O₂；
（6）根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算出碳酸鈉、過(guò)氧化鈉的質(zhì)量并過(guò)氧化鈉的純度．

解答 解：（1）變質(zhì)的過(guò)氧化鈉中含有碳酸鈉，加入酸后Q內(nèi)發(fā)生反應(yīng)：2Na₂O₂+2H₂SO₄=2Na₂SO₄+2H₂O+O₂↑；Na₂CO₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，前者的氧元素的化合價(jià)發(fā)生了變化，是氧化還原反應(yīng)，后者元素的化合價(jià)未變，是非氧化還原反應(yīng)，故答案為：2；1；
（2）反應(yīng)產(chǎn)生的CO₂、O₂使氣球變大，將廣口瓶中氣體排出，水進(jìn)入量筒Ⅰ中，所以量筒Ⅰ中水的體積即為產(chǎn)生的CO₂、O₂的體積，所以滴稀H₂SO₄前必須關(guān)閉K₁、K₂打開(kāi)K₃，
故答案為：K₁、K₂；K₃；
（3）反應(yīng)停止，打開(kāi)K₂，再緩緩打開(kāi)K₁，廣口瓶?jī)?nèi)外相通，氣球Q慢慢縮小，故答案為：氣球Q慢慢縮��；
（4）為使分液漏斗內(nèi)液體順利流下，應(yīng)是分液漏斗內(nèi)外壓強(qiáng)相等，所以導(dǎo)管a的作用是平衡分液漏斗上下的壓強(qiáng)使順利流下，故答案為：平衡分液漏斗上下的壓強(qiáng)使順利流下；
（5）混合氣體通過(guò)堿石灰吸收CO₂，最后量筒Ⅱ中收集的是O₂，故答案為：堿石灰；控制氣體流速，使CO₂充分吸收；
（6）2Na₂O₂+2H₂SO₄=2Na₂SO₄+2H₂O+O₂↑；     Na₂CO₃ +H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，
$\frac{y×10{\;}^{-3}}{22.4}$×2                $\frac{y×10{\;}^{-3}}{22.4}$    $\frac{（x-y）×10{\;}^{-3}}{22.4}$        $\frac{（x-y）×10{\;}^{-3}}{22.4}$
則過(guò)氧化鈉的質(zhì)量為：$\frac{y×10{\;}^{-3}}{22.4}$×2×78，碳酸鈉的質(zhì)量為：$\frac{（x-y）×10{\;}^{-3}}{22.4}$×106，
所以過(guò)氧化鈉的純度：$\frac{m（過(guò)氧化鈉）}{m（過(guò)氧化鈉）+m（碳酸鈉）}$=$\frac{78y}{53x+25y}$，故答案為：$\frac{78y}{53x+25y}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查混合物含量的測(cè)定，題目難度較大，本題要搞清量筒Ⅰ、Ⅱ的作用，根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式計(jì)算即可解答．